IMG!58

(“»34,

Liczba Griiuhora

Cir

a* n At /'

gdzie:

A' — pivy»pic.szcnic w polu sil potencjalnych, w (m/s²); w ziemskim r*.

iu grawitacyjnym, g - ok. 9.81 m/s*;    ^

/ — wynuar charakterystyczny dla geometrii układu, w |m],

— różnica temperatur płynu i powierzchni, generująca konwekcyjny ruch płynu, w (KJ; fi - współczynnik rozszerzalności cieplnej płynu, w J l/KJ, dla cieczy na. leży go odczytywać dla tempcrulury l,„ z tablic, dla gazów może być obliczany jako odwrotność temperatury średniej r„, w »k_d|, Kelwina fi = W(i,„ -f 273,15).

Liczbę Grasshola można interpretować juko stosunek sił wyporu do sił tarcia (lep-

Stała C i wykładnik potęgi n występujący w równuniu (10.33) przyjmują różne wartości, zależnie od wartości liczby Kayleighu określającej intensywność ruchu konwekcyjnego.

0< R_Qw, - I0~³ 10° < Ra„, S 5 10² 5 ]0²<Ra_w Ś2 I0⁷ 2 I0⁷ < Ra £ io^,J

C- 0,5	n - 0.
C *■ 1.18	n - 1/8,
C-0,54	/i - 1/4,
C ■ 0,135	/i = 1/3.

dla

dla

dla

dla

Jako liniowy wymiar charakterystyczny (wyslępujący w liczbie Nusselta i Gras-shofa równania (10.33)) należy przyjmować: wysokość / = //, jeżeli konwekcja zachodzi wzdłuz płyt i walców pionowych, średnicę zewnętrzną / = D_:, jeżeli konwekcja zachodzi wokół kul i cylindrów poziomych oraz krótszy bok l - b (dla płyty o wymiarach a*b, gdzie a > b), jeżeli konwekcja zachodzi nad lub pod płaszczyzną (płytą) poziomą. W tym ostatnim przypadku, wartość a obliczoną na podstawie równania (10.33) należy powiększyć o 30%, gdy płaszczyna pozioma jest zorientowana powierzchnią „grzejącą” ku górze i pomniejszyć o 30%, gdy płaszczyna pozioma jest zorientowana powierzchnią „grzejącą" ku dołowi.

Występująca w rówaniach (10.30) i (10.33) liczba Nusselta, z której wyliczana jest poszukiwana wartość współczynnika przejmowania ciepła a, może być interpretowana jako stosunek charakterystycznego wymiaru liniowego / do grubości hipotetycznej warstwy przyściennej ?J(x.

10.3.2. PRZENIKANIE CIEPŁA

Przepływ ciepła z jednego płynu do drugiego płynu przez rozdzielającą te ośrodki przegrodę nazywamy przenikaniem ciepła. Oznacza to, że najpierw zachodzi konwekcyjne wnikanie ciepła od płynu o wyższej temperaturze lp do powierzchni przegrody*

^Kpmc przewodzenie ciepła przez te przegrodę ' ostatecznie. konwekcyjne wnikanie -,_fpU / drugiej powierzchni przegrody do płynu o temperaturze niższe}, ip. Powierzchnią gęstość strumienia ciepła przenikającego opisaną drogą l jednego ośrodka do lwiego opisuje równanie 1’ecleta o konstrukcji analogicznej do równania Newtona j|0 27) dla konwekcji:

00.35)

IW/mM

W pr/.ypadku gdy pole temperatur można uznać za jednorodne na całej powierzch-_itA. strumień ciepła opisuje wzór analogiczny do równania (10.28)-.

(10.36)

Q«A k    IW}

Występujący w równaniach (10.35) i (10.36) współczynnik łc nazywany jest współczynnikiem przenikania ciepła, a określające go równania otrzymuje się dla konkretnych przypadków przepływu ciepła w danym układzie geometrii przegrody Poniżej pojemy dwa proste przypadki ustalonego, jednowymiarowego przenikania ciepła.

1) Ustalone, jednowymiarowe przenikanie ciepła przez przegrodę płaską.

Jeżeli można przyjąć, że przepływ ciepła przez przegrodę płaską jest jednowymiarowy (tylko wzdłuż osi jc), to zgodnie z opisanym powyżej mechanizmem przenikania ciepła i schematem z rysunku 10.3, simmień ciepła wnikający do przegrody od strony płynu o wyższej temperaturze musi być równy strumieniowi ciepła przewodzonemu przez przegrodę.

S